Что такое информация?

Понятие "информация", возникнув еще в древние времена вместе с письменностью (от лат. informatio - разъяснение, изложение), прошло вместе с обществом длительный исторический путь, в течение которого его сущность как исходного (т.е. элементарного, не обладающего многочисленными свойствами) понятия практически оставалась неизменной. Такое положение стало меняться только сравнительно недавно вместе с появлением технических устройств для обработки (формирования, изменения, приема, воспроизведения) различного рода (радио, телевизионных, управляющих и др.) сигналов, что, в свою очередь, привело к созданию компьютеров - устройств для обработки сигналов, преобразованных исключительно и только в числовую форму.

Бурное развитие новых технологий с применением компьютерной техники обрушило на общество такую мощную лавину информации, что оно оказалось просто не в состоянии с ней справляться. Времена, когда можно было, обложившись книгами в библиотеке, получить достаточно исчерпывающие сведения по интересующему вопросу, видятся уже только в далеком прошлом. Теперь уже количество источников и объем информации, получаемые по конкретному запросу с применением самых передовых технологий, зачастую выходит за рамки физических возможностей не только человека, но и даже компьютеров. Вместе с тем, новые неизвестные ранее свойства информации стали проявляться в таких формах (системы управления, медиаструктуры), которые стали оказывать существенное (если не решающее!) влияние буквально на все аспекты нашего бытия.

Опасные для общества тенденции развития компьютерных технологий и явное отставание науки в этой области ("КВ" №17) не могли оставаться незамеченными. Для деятелей науки и, в частности, для философов особая значимость понятия "информация" и даже опасность незнания его сущности была очевидна еще тогда, когда она проявлялась не так явно, как сейчас. Однако, несмотря на огромный фактический материал и усилия многих ученых, единое определение ключевого понятия так и не удалось сформулировать ("КВ" №18), а для многих, даже хороших специалистов-компьютерщиков (системотехников, программистов и др.), и до сих пор осталось неясно, зачем вообще такие исследования и дискуссии были нужны.

Но теперь эти исследования приобретают особую ценность, поскольку нераскрытые до недавних пор проблемные понятия и законы, приводящие к необходимости решения основного вопроса информатики, уже сформулированы, а именно:

• главная проблема КТ - невозможность обеспечить традиционными КТ ключевое разделение труда между разработчиком и пользователем КТ ("КВ" № №19-20);
• основная причина ее появления - первичность программной среды по отношению к информации пользователя КТ ("КВ" №№21-22);
• способ ее решения - создание универсального программируемого источника информации ("КВ"№23);
• основная сущность понятия "источник информации" как системы ("КВ "№24);
• определение понятия и законы систем, позволяющие более просто и эффективно находить решение самых труднодоступных для науки проблем ("КВ" № №25-40);
• понятие "разнообразие" и его свойства, относящиеся к фактически установленным свойствам информации ("КВ" №41).

Такая основательная подготовка к решающему прорыву в части создания источников информации нового типа может стать вполне достаточной, чтобы тогда преподаватели информатики не разводили беспомощно руками, если их ученики с детской непосредственностью спросят у них: "Что такое информация?". Им уже не нужно будет со смущенным видом объяснять, что этот вопрос для науки все еще является проблемным, и она пока не нашла на него достаточно ясного ответа. Теперь уже, опираясь на новые знания, они могут вполне обстоятельно и в доступной для учащихся форме ответить:

информация - это ограниченное (неполное, конечное) разнообразие одного предмета или явления (объекта), отраженное в другом предмете (носителе) заранее определенным способом.

Поскольку сформулированное понятие практически вплотную приближается к фактической границе знаний, т.е. сводится к более простым и фундаментальным понятиям (разнообразие, объект, способ), необходимо принять в качестве аксиом следующие положения:

1. Реально существующее разнообразие (частей, форм, свойств) любого предмета или явления с количественной точки зрения неограниченно велико.
2. Существуют только три основных способа представления информации: аналоговый, числовой и символьный.
3. Для того, чтобы отраженное разнообразие стало информацией, необходимо, чтобы способ отражения этого разнообразия имел смысловое содержание, относящееся к одному из способов представления информации.

Первое положение означает, что любой предмет или явление познаваемы только в пределах тех границ, которые определяются объемом (количеством) его отраженного разнообразия. Второе положение действует до тех пор, пока науке остаются неизвестными никакие другие способы представления информации, кроме тех, которые в нем перечислены. Третье положение необходимо, чтобы объединить достоинства атрибутивного (информация как отраженное разнообразие) и функционального (информация как условное разнообразие и основной ресурс саморегулируемых систем) определений. Оно означает, что любое разнообразие вообще не может быть информацией, если не имеет заранее известного смыслового содержания. Например, двоичное представление числа от 0 до 3 может означать возможные состояния светофора, символьная запись может иметь в основе латинский алфавит и английский язык, нота ля первой октавы должна означать звук частотой 440 Гц и т.д. Совершенно очевидно, что одно и то же разнообразие может отображать совершенно различное содержание, поэтому однозначность его восприятия должна предопределяться!

Теперь мы можем убедиться, что сформулированные ранее различные определения понятия "информация", считавшиеся взаимоисключающими друг друга, вполне мирно уживаются в одном общем определении благодаря принятым аксиомам, которые должны неизменно подтверждаться всем имеющимся и последующим опытом. Полярные противоположности в свойствах информации определяются поначалу отдельно путем анализа установленных фактов. При этом возникающие противоречия являются только кажущимися, поскольку единство этих противоположностей уже существует изначально, т.е. до того, как эти свойства начинают познаваться. Проблема установления единства противоположностей решается путем синтеза всех установленных свойств в единую систему. Для понятия "информация" эта система в соответствии с основным законом систем ("КВ" №№27-29) выглядит следующим образом:

Информация

1. Информация как отраженное разнообразие:
   1. Разнообразие объекта
   2. Сигнал как способ передачи информации
   3. Носитель (источник) информации
2. Способ представления информации:
   1. Аналоговый — физическое представление
   2. Числовой — количественное представление
   3. Символьный — смешанное представление

Эта система позволяет получить наиболее наглядное представление об основополагающих свойствах информации, из которых логическим путем должны выводиться все без исключения(!) остальные как уже известные, так и вновь открываемые свойства. Сформулированное выше общее определение понятия "информация", а также вытекающая из него система не будут относиться к категории научных определений, если обнаружится с достаточной очевидностью хотя бы одно(!) свойство информации, которое противоречит этому определению или никоим образом не может выводиться из него по уже известным для науки естественным законам.

Исключительно сложное по многообразию своего проявления понятие "информация" становится достаточно простым в своем общем определении, из которого можно установить следующее. Любой реально существующий объект обладает свойством разнообразия, но оно в количественном измерении неограниченно велико. Для материальных объектов это разнообразие имеет двойственную (вещественную и волновую) природу, что позволяет переносить часть разнообразия при помощи излучения с одного предмета (объекта, источника излучения) на другой (носитель, приемник - источник информации), где это частичное разнообразие объекта может сохраняться, если воспринимающий излучение предмет (приемник) обладает свойствами носителя несобственного(!) разнообразия, которое и становится при определенных условиях (аксиома 3) информацией.

С другой стороны, становится ясно, что все нематериальные объекты (абстракции, понятия, свойства, символы, определения, соглашения) только как продукт познания могут становиться информацией! Это означает, что все объекты неживой, естественной природы, если только они не становятся носителями (т.е. искусственными объектами), не содержат в себе никакой информации(!!!), а только собственное разнообразие! Разнообразие внешнего по отношению к носителю объекта сохраняется, в зависимости от типа носителя, только тремя возможными способами: 1 - прямое (аналоговое) копирование сигнала (электромагнитный, магнитооптический, фоточувствительный слой носителя); 2 - изменение состояния битов в ячейках памяти микросхем; 3 - условные обозначения (символы) на бумажных или экранных носителях.

"Ну допустим, - скажет читатель, - это определение соответствует действительности, а что же в сущности-то от этого меняется? Понятно, что для целей образования оно может представлять вполне определенный интерес, но неужели теперь компьютеры или программы станут работать быстрее?" Такой вопрос кажется для многих вполне естественным, а его подтекст не вызывает сомнения - пусть, мол, философы копаются в словах и терминах сколько им угодно, а для нас, практиков, это не будет иметь существенного значения. Да уж, конечно, чем плохо всем жилось, когда считалось, что Солнце вращается вокруг Земли, атомы существуют как неделимые элементы, время всегда и везде течет с одинаковой скоростью?.. Однако, похоже, "благие намерения" решать проблемы по обработке информации только с помощью компьютеров оборачиваются (на радость нечестивому!) в свою противоположность. Традиционные КТ - детище компьютерного прогресса - буквально на глазах превращаются в гигантского разноцветного монстра, с невиданной быстротой и непрерывно возрастающих масштабах пожирающего жизненные ресурсы общества, оставляя при этом науке только возможности расписываться в собственном бессилии ("КВ" №№21-22). Между тем, явно дутое и в сущности только внешнее величие этого монстра опирается лишь на незнание свойств как самой информации, так и ее источников. Остановимся пока только на одном примере.

Если разнообразие естественных объектов передается с помощью их собственного излучения, то искусственные объекты как носители и источники информации могут переносить ее на другие объекты посредством сигнала. Следовательно, сигнал отличается от естественного излучения тем, что содержит условное, т.е. имеющее смысловое содержание, разнообразие, которое становится информацией только для тех (устройств или субъектов), кому это содержание известно заранее. Именно в этом и заключается разгадка более простого и в то же время более точного определения понятия "сигнал" как способа передачи информации ("КВ" №18).

В связи с таким выводом, который становится очевидным только на основе общего определения понятия "информация", для тех, кто устремлен к поискам истины, качественное изменение в понимании сущности информации несомненно. Тем не менее, более ожидаемой реакцией большинства интересующихся в той или иной мере этим вопросом, скорее всего, будет мнение о том, что это лишь игра в слова, имеющая больше формально-логическое, чем практическое значение. Однако даже среди явных оппонентов наверняка найдутся такие, которым вовсе даже не нужно будет втолковывать, какое значение может иметь сама возможность отличить (искусственный) сигнал от (естественного) излучения! Вряд ли даже можно себе представить, сколь потрясающими будут сенсационные сообщения об обнаружении первых сигналов внеземного искусственного происхождения и каковы будут последствия!

Но ведь именно приведенное выше определение понятия "информация" как раз и позволяет оценить ту степень наивности ученых, которые полагали, что возможно получение информации, если обнаружить сигналы от внеземных цивилизаций! Эта наивность могла иметь место только потому, что представления о сущности информации еще не имели под собой основы в виде естественных законов. Но теперь уже становится достаточно очевидным, что пока остается неизвестным смысловое содержание способа представления информации, она будет недоступна. Или, другими словами, информация - это общественный продукт(!), и поэтому получение информации от внеземной цивилизации без непосредственного контакта с ней на уровне имеющихся знаний вряд ли вообще возможно.

Но не будем пока спешить с категоричными выводами, а зададимся более простым вопросом: можно ли хотя бы обнаружить искусственный сигнал, т.е. выделить его среди естественного излучения? Действительно, допустим, что мы посылаем сигнал в двоичном коде с изображением, скажем, в формате JPEG. Как будет выглядеть этот сигнал? Да никак - обычный "шум". И все-таки этот "шум" не совсем обычный! А необычен он тем, что его нельзя "сжать"(!) известными нам методами. Следовательно, среди необозримых потоков космического излучения может обнаружиться такое, которое только внешне выглядит как естественный фон, а в действительности имеет искусственное внеземное происхождение!!! Такой факт может быть установлен достаточно надежно, поскольку весь опыт свидетельствует о том, что объекты естественного происхождения отличаются от искусственных прежде всего избыточным разнообразием присущих им свойств. Если же преобразованный в числовой код сигнал не сжимается обычными методами, суть которых как раз и основана на избыточности того или иного способа представления информации (естественные языки, алфавиты, и т.д.), то это с очень большой вероятностью будет свидетельствовать о его искусственном происхождении!

Разумеется, что предложенная формулировка определения понятия "информация" (как результат, учитывающий и самые глубокие предшествующие исследования, и новые знания о сущности и законах систем) еще не может считаться общепринятой, поскольку обязательно должны быть учтены и возможные возражения со стороны оппонентов, без которых вообще ни о каком прогрессе просто и речи быть не может. К тому же вполне возможно, что они уже обратили внимание на возможность такого контраргумента, который выглядит для данного определения просто убийственным, а именно: кем или как заранее определяется способ представления информации в генных структурах живых клеток? Как ни парадоксально, этот "убийственный" контраргумент именно для "практиков" окажется самым слабым(!!!), поскольку совершенно очевидно, что он отражает не практическую, а идеологическую сторону проблемы, которая может иметь разрешение только на уровне основного вопроса философии!!!

Юрий КРАСКОВ,
c_city2000@mail.ru

Все права на публикацию принадлежат автору

P.S. В обзоре ("КВ" №41) итогов международного конгресса по проблемам науки и образования (Минск, 3-6.10.2000 г.) отмечается, что только тезисы докладов занимают 2 книги общим объемом 650 стр., и это само по себе очень символично для нашего времени, поскольку в этой впечатляющей массе (несомненно полезного) материала явно не находится место, чтобы обратить внимание на сам этот факт, т.е. на то, что объемы информации уже давно превышают существующие возможности доступа. Но чего будут стоить все эти труды, если самая главная проблема не то что не решается, но даже и не обсуждается, поскольку о ней еще мало кому известно... впрочем, это не относится к читателям "КВ"!